汽车转向节锻造工艺及有限元模拟研究

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1、山东大学硕士学位论文汽车转向节锻造工艺及有限元模拟研究摘要随着汽车工业的迅猛发展，汽车性能不断提高，汽车零部件中对高精度、形状复杂锻件的需求量越来越大，锻造新工艺、省材节能工艺等的开发对于新型汽车零件的生产尤为重要。转向节是汽车上的关键零件，它既支撑车体重量，又传递转向力矩和承受前轮刹车制动力矩，因此对其机械性能和外形结构要求严格，是汽车上的重要安全零件之一。探索该类锻件的合理锻造方法对我国汽车工业的发展具有重要意义。本文对汽车转向节进行工艺分析，绘制转向节的计算毛坯图，确定设备吨位，给出转向节的锻造工艺流程。进行转向节锻造模具设计，给出预锻、终锻模具的主要参数。然后建立

2、汽车转向节挤压成形过程的三维有限元模拟，运用三维有限元数值模拟软件DEFORM．3D对汽车转向节热模锻成形工艺进行系统分析，模拟研究其成形过程中的制坯、预锻及其终锻过程，得到成形过程中金属的流动规律，等效应力、应变分布情况及行程一载荷曲线。在次基础上，设计了转向节热模锻工艺与模具。提出了一种汽车转向节锻造新工艺，该工艺将预锻改进为封闭飞边闭式锻造。对汽车转向节封闭飞边闭式锻造进行研究，对新工艺进行数值模拟，研究飞边槽宽度等参数对锻造过程的影响。在此基础上确定了汽车转向节封闭飞边闭式锻造的主要参数。关键词：汽车零件，转向节，有限元，数值模拟，锻造工艺ABSTRACTl鼍曼曼

3、量曼詈皇曼曼皇曼量曼曼曼曼皇曼量皇曼曼皇曼量曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇曼曼曼!曼皇曼曼量曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇量曼曼量ResearchonFiniteElementSimulationofSteeringKunckleForgingProcessWiththehighdevelopmentoftheautomobileindustry，automobileperformanceadvancescontinually．Newforgingprocesses，materialandenergy钳vingprocessesareveryimportanttothep

4、roductionofnewtypeofautoparts．Steeringknuckleisoneofthemostimportantcarkeypartsandasafetypart．Itsupportsthebodyweight，transferssteeringmomentandenduresbrakingmomentoffront—wheel．TherequirementofitsmechanicalcharacteristicsandcontourstructureisSOstrictthatitisveryhardtoproduce．Itisurgentne

5、edtosolvetheproblemthathowitcallbeproducedefficientlyandeconomically．Inthispaper,theforgingprocessofsteeringknuckleisanalysed，gettheblankdrawingofsteeringknuckle，selectequipment,andgettheforgingprocessofsteeringknuckle．Designthedieofsteeringknuckleforgingprocess，themainparametersofpre-for

6、gingprocessandfmalforgingisobtained．Thethree-dimensionalfiniteelementsoftwareDEFORM-3Disusedtoperformthehotdieforgingofthecarsteeringknuckle．Theformingprocessoftheperforming，preforgingandfinish-forgingforthesteeringknuckleisanalysed．Thematerialdeformationlawsandload-strokecurvearepredicte

7、d．Thedistributionofthestressandsu'aininworkpieeeiSobtained．Newforgingprocessofsteeringknuckleisproposed．Inthisnewforgingprocess，thepre—forgingprocessisimprovedtonewflashlessdieforgingprocess．Analysetheflashlessdieforgingprocessofsteeringknuckle．Numericalsimulationof